俄罗斯科学家发现可以准确预测LCD显示屏可能出现的故障的方法

   CINNO Research产业资讯，根据外媒Sciencex报道，最近，俄罗斯南乌拉尔州立大学的科学家发表了一项可能会影响许多现代科学技术的研究成果。这些研究人员针对一种由不同材料液晶盒组成的复杂结构，成功完成了其液晶层内离子电导率参数测试。这意味着，相关专家从现在开始可以准确评估结构化材料、产品和设备的参数状态了。这些产品或设备例如液晶显示器、生物材料和复合材料，内部含有一些具有离子导电性的材料，广泛应用于医学，航空和航天工程领域。这项关于液晶异质结构中电导率参数测量的研究成果，已经以论文形式发表在《液晶》（Q2）杂志上。

   受控显示

   LCD显示器是现代社会不可或缺的一部分，被广泛用于笔记本电脑、平板电脑、智能手机、电视、数码相机、导航系统等。虽然应用如此广泛，但是科学家们仍在想法子进一步提高其性能，比如解决LCD的显示故障问题。

   由SUSU大学自然科学学院物理系副教授兼数学博士的Fedor Podgornov领导的研究团队在此问题上进行了研究。科学家们提出了一种新的方法，该方法允许相关人士实时诊断液晶显示器以预测显示器可能出现的故障。

   实际上，液晶显示器的操作故障通常与液晶离子电导率的变化有关。电导率会影响所传输图像的质量，并可能导致控制设备出现故障。液晶层中出现离子杂质的原因很多，比如液晶分子在电场、光辐射和其他辐射的影响下分解。研究人员认为，通过跟踪电导率的变化可以避免这种情况的发生。这是材料的关键特性，研究人员可以据此判断材料中发生的物理过程。不过，如果电荷载体是离子，一些复杂系统（例如LCD显示器）内材料的电导率就很难测量。如果这里再复杂些，比如包括多种材料，那情况就更复杂了，SUSU的科学家们所解决的问题正是这样。

   “在离子携带电荷的情况下，我们很难测量材料的电导率。事实上，离子无法在普通线路中移动，所以我们在测量时，必须选择电极，以便先进行电化学反应。如果这里的离子是多种类型离子的组合，那就很难准确地测量其电导率，对于一些异质结构的情况则更加复杂。综上分析，对于一些由多种材料组成的结构，我们不可能用经典方法测量它们的电导率。为解决这个问题，我们考虑了不使用传导电流，而使用偏置电流的可能性，这种方法更为通用，”Fedor Podgornov博士说。

   更彻底的探索研究

   为了检验所提方法是否可行，科学家们研究了纳米颗粒对液晶盒中液晶层电导率的影响。实验中，在引入可以吸附杂质离子的纳米颗粒后，液晶层的电阻开始增加，而液晶的电光切换时间开始降低。

   借助该方法所需参数的测量和分析，研究人员成功诊断了LCD显示屏的状态。这一成果将促进LCD在医学、航空、航天领域的工作，即一些显示器故障会带来不可逆后果的领域。

   此外，这项工作的成功还可用于有机电子学和生物学。不过，研究人员也承认，现在谈论其实际应用还为时过早。他们还需要对此进行更详细的研究，比如进一步考虑其他物理条件对结果准确性的影响。

   “目前，我们正在进行更为详细的研究，以评估其他物理效应的影响，特别是双电层的弛豫和空间电荷的形成。未来的研究还将集中于探索测量非线性离子电导率和确定造成这种现象的原因，”Fedor Podgornov博士说。

   该研究已经由自然科学和数学研究所物理学院光学信息学系的研究生Maxim Gavrilyak完成。另外一位来自伊拉克的研究生艾哈迈德·卡拉维（Ahmed Karaavi）也参与了液晶中直流电导率的研究。